這張圖顯示了氣體在銀河系中上升和下落的過程。利用哈勃的宇宙起源頻譜儀 10 年的數(shù)據(jù)，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)，進(jìn)入銀河系的氣體多于離開銀河系的氣體。

　　北京時(shí)間 11 月 4 日消息，銀河系中似乎存在某種不平衡。在一項(xiàng)新研究中，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)銀河系中出現(xiàn)了奇特的氣體過?，F(xiàn)象。

　　利用美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)哈勃太空望遠(yuǎn)鏡 10 年的數(shù)據(jù)，天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)得出結(jié)論，進(jìn)入銀河系的氣體要多于離開銀河系的氣體。不過，對(duì)于這種氣體進(jìn)入和逸出的顯著不平衡，研究團(tuán)隊(duì)還沒有找到背后的原因。

　　研究人員使用的是哈勃宇宙起源頻譜儀(Cosmic Origins Spectrograph，簡(jiǎn)稱 COS)的數(shù)據(jù)。該儀器的作用是研究吸收或發(fā)射光的物體，并確定它們的溫度、化學(xué)組成、速度和密度等方面的信息，從而研究宇宙大尺度結(jié)構(gòu)的起源、星系的形成和演化，以及恒星、行星與冷星系介質(zhì)的起源。有了宇宙起源頻譜儀，研究人員就可以觀察和跟蹤星系中氣體的運(yùn)動(dòng)：當(dāng)氣體遠(yuǎn)離銀河系時(shí)，其顏色看起來(lái)更紅;當(dāng)氣體靠近銀河系時(shí)，紅移和藍(lán)移效應(yīng)會(huì)使其看起來(lái)就會(huì)更藍(lán)。

　　未來(lái)三個(gè)螺旋星系的軌道軌跡：藍(lán)色為銀河系;紅色為仙女座星系，也被稱為 M31;綠色為三角座星系，也被稱為 M33。一項(xiàng)基于歐洲蓋亞任務(wù)觀測(cè)數(shù)據(jù)的研究表明，銀河系和仙女座星系將在 45 億年后發(fā)生碰撞。

　　研究人員發(fā)現(xiàn)，進(jìn)入銀河系的“藍(lán)色”氣體比離開銀河系的“紅色”氣體要多。雖然研究人員還沒有找到這種不平衡的根源，但他們認(rèn)為可能是以下三種原因之一造成的。

　　首先，天文學(xué)家認(rèn)為這些多余的氣體可能來(lái)自星際介質(zhì)。其次，研究人員在一份聲明中稱，銀河系正在利用引力從鄰近較小的星系中吸取氣體。此外，這項(xiàng)研究只考慮了較冷的氣體，研究人員認(rèn)為，較熱的氣體可能也與這種不平衡有關(guān)。

　　超新星和恒星風(fēng)等事件會(huì)把氣體從銀河系的星系盤中推出來(lái)，導(dǎo)致氣體離開銀河系。與此相反，當(dāng)氣體進(jìn)入銀河系后，將有助于新恒星和行星的形成。因此，氣體的流入和流出之間的平衡對(duì)于調(diào)節(jié)恒星等天體在銀河系中的形成非常重要。

　　研究報(bào)告的作者之一、德國(guó)波茨坦大學(xué)的菲利普·里希特(Philipp Richter)在聲明中說(shuō)：“詳細(xì)研究我們所處的星系，可以為了解整個(gè)宇宙中的星系提供基礎(chǔ)。我們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，銀河系要比我們想象的復(fù)雜得多。”這項(xiàng)研究的結(jié)果將發(fā)表在近期的《天體物理學(xué)雜志》(The Astrophysical Journal)上。

　　銀河系與仙女座星系的碰撞

　　一項(xiàng)研究表明，銀河系保持目前形態(tài)的時(shí)間可能會(huì)比一些天文學(xué)家認(rèn)為的更久一些。根據(jù)一項(xiàng)基于歐洲蓋亞任務(wù)(Gaia)太空望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)結(jié)果，銀河系將在 45 億年后，與螺旋星系仙女座星系之間發(fā)生大規(guī)模碰撞。此前一些天文學(xué)家曾預(yù)測(cè)，這場(chǎng)碰撞可能會(huì)更早發(fā)生，時(shí)間大約是 39 億年后。

　　蓋亞任務(wù)科學(xué)家 Timo Prusti 沒有參與這項(xiàng)研究，但他表示，這一發(fā)現(xiàn)對(duì)我們理解星系如何演化和相互作用至關(guān)重要。蓋亞任務(wù)于 2013 年 12 月啟動(dòng)，目的是幫助研究人員創(chuàng)建有史以來(lái)最好的銀河系三維地圖。目前，蓋亞任務(wù)已經(jīng)精確監(jiān)測(cè)了大量恒星和其他宇宙天體的位置和運(yùn)動(dòng)，該團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)是在任務(wù)周期內(nèi)追蹤超過 10 億顆恒星。

　　蓋亞任務(wù)關(guān)注的大多數(shù)恒星都在銀河系，但也有一些位于鄰近星系。在這項(xiàng)研究中，研究人員追蹤了銀河系、仙女座星系(M31)和三角座星系(M33)中的一些恒星。研究小組成員表示，這些鄰近的星系距離銀河系約 250 萬(wàn)到 300 萬(wàn)光年，有可能發(fā)生相互作用。

　　“我們需要從三維視角來(lái)探索星系的運(yùn)動(dòng)，以揭示它們?nèi)绾纬砷L(zhǎng)和演化，以及是什么創(chuàng)造并影響了它們的特征和行為，”研究第一作者、美國(guó)空間望遠(yuǎn)鏡科學(xué)研究所的 Roeland van der Marel 在聲明中說(shuō)，“我們利用蓋亞任務(wù)發(fā)布的第二套高質(zhì)量數(shù)據(jù)做到了這一點(diǎn)。”他指的是蓋亞任務(wù)在 2018 年 4 月發(fā)布的一組數(shù)據(jù)。

　　研究人員表示，這項(xiàng)工作確定了仙女座星系和三角座星系的旋轉(zhuǎn)速度，這是以前從未做過的。利用蓋亞任務(wù)的觀測(cè)數(shù)據(jù)，以及對(duì)檔案信息的分析，研究小組繪制出了仙女座星系和三角座星系在過去歷史中的移動(dòng)軌跡，并預(yù)測(cè)它們?cè)谖磥?lái)幾十億年里可能的移動(dòng)方向。

　　研究團(tuán)隊(duì)的模擬結(jié)果顯示，仙女座星系和銀河系相撞的時(shí)間要遲于原先預(yù)期，并表明這將是一次側(cè)面碰撞而不是正面碰撞。由于恒星之間的距離非常之遠(yuǎn)，因此太陽(yáng)系被星系合并破壞的可能性非常低。不過，對(duì)于 45 億年后地球上的任何生物(如果還存在的話)來(lái)說(shuō)，這次撞擊肯定會(huì)讓夜空變得分外絢爛。

　　蓋亞任務(wù)的主要設(shè)計(jì)目的是繪制銀河系內(nèi)的恒星地圖，但這項(xiàng)研究表明，這個(gè)空間望遠(yuǎn)鏡正在超越人們的預(yù)期，可以為我們了解銀河系以外星系的結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)提供獨(dú)特的見解。蓋亞任務(wù)對(duì)這些星系運(yùn)動(dòng)的觀測(cè)時(shí)間越長(zhǎng)，測(cè)量結(jié)果就會(huì)越精確。這項(xiàng)研究發(fā)表在 2019 年 2 月的《天體物理學(xué)雜志》上。

　　值得一提的是，仙女座星系并不是銀河系撞擊的下一個(gè)星系：最近的一項(xiàng)研究表明，大麥哲倫云和銀河系將在大約 25 億年后合并。不過，大麥哲倫云本身就是銀河系衛(wèi)星星系中最亮、質(zhì)量最大的一個(gè)，與銀河系之間有一個(gè)相互作用的橋。大麥哲倫云的質(zhì)量遠(yuǎn)小于銀河系，因此在穿過銀河系的過程中，有可能面臨被銀河系撕碎的命運(yùn)。事實(shí)上，圍繞銀河系的衛(wèi)星星系有 100 多個(gè)，它們?nèi)魏我粋€(gè)都有可能穿過銀河系，甚至從太陽(yáng)系附近穿過。幸運(yùn)的是，這樣的碰撞發(fā)生概率很小，而且很可能是“擦肩而過”，而不是小行星撞擊地球那樣的硬碰撞。
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